專利名稱：塞體的制作方法
塞體本發(fā)明涉及由難熔陶瓷材料制成的塞體。這樣的塞子被用作用以控制被引導(dǎo)穿過(guò)設(shè)置在冶金物底部中的噴嘴的熔融金屬流的閥機(jī)構(gòu)的一部分，該金屬熔體容納于容器。這樣的容器可為澆包、澆口盤(pán)等等。塞體通常被制成一個(gè)整體，從而被稱為整體式塞子。其通常在等靜壓機(jī)中制造，以便達(dá)到足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和使用時(shí)間。塞體(下文中也被稱為塞子)通常具有大體上圓柱形的形狀，其包括第一端，第一端在塞子的安裝位置中是上端?？籽厮鋈拥妮S向方向從該第一端朝第二端延伸，第二端在塞子的安裝位置中對(duì)應(yīng)于下端。所述下端通常被稱為所謂的鼻狀部分，并且特征在于漸縮形或圓形的輪廓。中間區(qū)設(shè)置在塞子的第一端與第二端之間。沿著延伸穿過(guò)第一端的孔部分設(shè)置有用于將塞子附接到提升機(jī)構(gòu)上的裝置，通過(guò)它可使塞子從噴嘴上的承坐(關(guān)閉)位置垂直上下地升降到距所述噴嘴一定距離的位置， 從而使得用于金屬熔體流的路徑部分地或完全地自由。在EP 1401599B1中公開(kāi)了一種上面提到類型的塞棒，其特征在于，與第一塞子端和第二塞子端相比具有減小外徑的中間區(qū)，從而節(jié)省難熔材料。本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供所述上次提到的塞子的可選方案，并且特別地提高所述塞子的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)橐呀?jīng)認(rèn)識(shí)到，已知的塞子沿著減小外徑的中間區(qū)提供的機(jī)械強(qiáng)度不足。在不同的試驗(yàn)系列中發(fā)現(xiàn)，與第一端和第二端之間具有恒定壁厚的圓柱形形狀的標(biāo)準(zhǔn)塞子相比，當(dāng)穿過(guò)中間區(qū)的孔段被設(shè)計(jì)得與第一端內(nèi)的孔段相比具有增大的孔橫截面時(shí)，雖然使用了較少的難熔材料，但是，塞子的機(jī)械強(qiáng)度可保持差不多無(wú)變化。換而言之根據(jù)該發(fā)明的塞子的外徑沿著所述第一端和所述中間區(qū)保持大體上恒定和圓柱形的，而第二端按常規(guī)設(shè)計(jì)，例如像漸縮形的鼻狀部分那樣?！按篌w上圓柱形”和“差不多恒定”分別意味著，該形狀對(duì)應(yīng)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的塞棒，其中塞子外徑與內(nèi)徑的制造公差僅僅在1-5%的范圍內(nèi)。內(nèi)孔是決定性的創(chuàng)新特征，因?yàn)槠浒▋蓚€(gè)具有不同橫截面的孔部分。雖然第一端處的孔部分(其包括用于附接到提升裝置的固定裝置)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的塞子也保持差不多無(wú)變化，但是，在第二塞子端(鼻狀部分)的方向上位于第一孔段之后的孔段現(xiàn)在設(shè)有更大的橫截面，即，與上面(沿著第一端)的段相比，塞子的沿至少一部分中間區(qū)的內(nèi)徑是增加的，因此，沿所述中間區(qū)的壁厚比常規(guī)塞子更小(更薄)。類似于根據(jù)EP 1401599B1的設(shè)計(jì)，這節(jié)省了難熔材料，但具有的優(yōu)點(diǎn)是，創(chuàng)新的塞子在改進(jìn)區(qū)(中間區(qū))中的機(jī)械強(qiáng)度以及總體機(jī)械強(qiáng)度顯著高于現(xiàn)有技術(shù)的裝置。該機(jī)械強(qiáng)度包括橫向于塞子縱向軸線的強(qiáng)度。因?yàn)槿拥耐鈴?外橫截面)沿所述中間區(qū)差不多是恒定的，并且差不多等于第一端的外徑，所以提高了機(jī)械強(qiáng)度。在第一端與中間區(qū)之間沒(méi)有弱化塞子的漸縮區(qū)。中間區(qū)的減小的壁厚對(duì)塞子整體上的機(jī)械性能的影響很不重要，僅僅在少許百分比的范圍內(nèi)， 如下文所要展示的那樣。與所提到的現(xiàn)有技術(shù)的塞子構(gòu)造相比，該新的塞子設(shè)計(jì)可承受所
3述中間區(qū)中產(chǎn)生的更高的應(yīng)力。這樣的應(yīng)力可來(lái)源于例如提升機(jī)構(gòu)，這是由于使用操作期間產(chǎn)生的軸向錯(cuò)位引起。在其最常規(guī)的實(shí)施例中，本發(fā)明涉及難熔材料的并且大體上圓柱形形狀的塞體， 其具有第一端、第二端以及位于第一端與第二端之間的中間區(qū)，并帶有大體上圓形橫截面的孔，該孔沿該塞體的軸向方向從所述第一端朝第二端延伸到所述中間區(qū)中，其中，所述孔沿至少一部分所述中間區(qū)設(shè)有增大的橫截面。該孔的增大的橫截面可為第一部分內(nèi)的孔的橫截面的至少兩倍。如果第一端內(nèi)的孔的橫截面變化，在設(shè)置附接裝置的地方，參考第一端內(nèi)的孔的橫截面。根據(jù)本發(fā)明的還有一實(shí)施例，增大的孔部分的橫截面可以是塞子的第一端內(nèi)的孔的平均橫截面的三倍以上、四倍以上或者甚至五倍以上。如所提到的那樣，沿著中間區(qū)的孔通常具有圓形橫截面，但是也可為略微橢圓形或者可具有另一設(shè)計(jì)。對(duì)于延伸穿過(guò)第一部分的孔部分而言同樣如此。增大的孔部分可延伸跨過(guò)塞體的總長(zhǎng)度的10%到90%，其中，該總長(zhǎng)度被限定為塞子在其縱向(軸向)方向上最相反的點(diǎn)之間的距離。由于第一端和第二端通常各自延伸跨過(guò)塞子總長(zhǎng)度的大約10-25%，因此增大的孔部分將通常在塞子總長(zhǎng)度的30-80%的范圍內(nèi)。顯然，該增大的孔部分越長(zhǎng)，需要的難熔材料越少，并且成本降低得越多。如果增大的孔部分的橫截面增加，即，如果沿該中間區(qū)的壁厚進(jìn)一步減小，同樣是如此。增大的孔通道通常在塞子的第二下端之前終止，但還可略微延伸到所述第二端 (鼻狀部分)中。不同橫截面的孔部分之間的過(guò)渡區(qū)應(yīng)當(dāng)平滑地設(shè)計(jì)，以便避免會(huì)降低塞子的機(jī)械強(qiáng)度的銳邊。該孔可在第二塞子端內(nèi)的至少一個(gè)通道中繼續(xù)，該至少一個(gè)通道在塞體的位于第二端(即鼻狀部分)的外表面中延伸出。即使與穿過(guò)塞子第一端的孔的橫截面相比，該通道也具有顯著減小的橫截面，并作用于將氣體傳輸穿過(guò)孔到金屬熔體中。雖然第一端內(nèi)的孔可具有30-40毫米的直徑，但是，增大的孔部分可具有50-100毫米的直徑，以及大約2-5 毫米的直徑的通道。已進(jìn)行了試驗(yàn)來(lái)比較標(biāo)準(zhǔn)塞子S、根據(jù)EP 1401599B1的塞子P以及根據(jù)本發(fā)明的不同塞子I的機(jī)械強(qiáng)度，其大體設(shè)計(jì)在圖2中示意性示出。所有塞子具有下列尺寸-總長(zhǎng)度1250毫米-第一端的長(zhǎng)度，包括固定區(qū)300毫米-中間區(qū)的長(zhǎng)度800毫米-第二端(鼻狀部分)的長(zhǎng)度150毫米這是塞子的典型尺寸。所有的塞子通過(guò)相同的設(shè)備(包括處于相同條件下的等靜壓機(jī))用同樣的難熔材料(即，一種氧化鋁石墨材料)制造。下面的數(shù)據(jù)進(jìn)一步說(shuō)明了所試驗(yàn)的塞子
權(quán)利要求
1.一種難熔材料的并且大體上圓柱形形狀的塞體，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位于它們之間的中間區(qū)(12)，所述塞體帶有大體上圓形橫截面的孔(16)，所述孔(16)沿所述塞體的軸向方向從所述第一端(10)朝所述第二端(14)延伸到所述中間區(qū)(1 中，其中，所述孔沿至少部分所述中間區(qū)(1 設(shè)有增大的橫截面(在16s處)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)具有為所述第一孔部分(10)的橫截面的至少2倍的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)具有為所述第一孔部分(10)的橫截面的至少4倍的橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)延伸跨過(guò)所述塞體的總長(zhǎng)度的10-90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)延伸跨過(guò)所述塞體的總長(zhǎng)度的30-80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)終止在所述塞體的所述第二端(14)前面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述孔(16)的位于第一端(10)與中間區(qū) (12)之間的過(guò)渡區(qū)被平滑地設(shè)計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述孔(16)的位于第二端(14)與中間區(qū) (12)之間的過(guò)渡區(qū)被平滑地設(shè)計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，所述增大的孔部分(16s)在至少一個(gè)通道 (18)中繼續(xù)，所述通道(18)在所述塞體的位于第二端(14)的外表面(14d)中延伸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，固定裝置00)沿著所述第一孔部分 (16)設(shè)置，用于將所述塞體可拆卸地固定到提升機(jī)構(gòu)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塞體，其特征在于，至少部分所述增大的孔部分(16s)被填充有與所述塞體的材料相比具有不同熱機(jī)械性質(zhì)的材料，留下軸向延伸的孔(16)免于填充，所述孔(16)帶有至少對(duì)應(yīng)所述第一端(10)內(nèi)的所述孔(16)橫截面的橫截面。
全文摘要
一種難熔材料的并且圓柱形形狀的塞體，其具有第一端(10)、第二端(14)以及位于它們之間的中間區(qū)(12)，并帶有圓形橫截面的孔(16)，孔(16)沿該塞體的軸向方向從所述第一端(10)朝第二端(14)延伸到所述中間區(qū)(12)中，其中，所述孔沿所述中間區(qū)(12)的至少一部分設(shè)有增大的橫截面(在16s處)。
文檔編號(hào)B22D41/20GK102216004SQ200980144841
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者D·J·查爾默斯, S·A·W·芒加爾, S·J·李 申請(qǐng)人:里弗雷克特里知識(shí)產(chǎn)權(quán)兩合公司